本帖最后由 lilijin1995 于 2022-10-13 14:53 编辑
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第一部分、硬件概述
1.1 实物概图
1.2 Gamepad原理图Gamepad原理图如图所示，如看不清可打开Doc目录下的PDF文档查阅
第二部分、软件工具2.1 软件概述
在 /Software 目录下是常用的工具软件： 第三部分、实战训练3.1 实例Eg1_KeyTest我们想要测试一下按键的按下功能，主要是测试使用APM32F10x_SDK的库函数开发测试GPIO 输入模式的使用； 3.1.1硬件设计 如下图是我们评估板的原理图 ，原理图是基于STM32F103的，不过APM32F103软硬件上完全兼容STM32F103，所以这里我们直接使用原理图，可以看到SW1~SW9分别有以下对应： #define SW1 GPIO_ReadInputBit(GPIOA,GPIO_PIN_0)
#define SW2 GPIO_ReadInputBit(GPIOB,GPIO_PIN_9)
#define SW3 GPIO_ReadInputBit(GPIOB,GPIO_PIN_8)
#define SW4 GPIO_ReadInputBit(GPIOB,GPIO_PIN_7)
#define SW5 GPIO_ReadInputBit(GPIOB,GPIO_PIN_6)
#define SW6 GPIO_ReadInputBit(GPIOA,GPIO_PIN_15)
#define SW7 GPIO_ReadInputBit(GPIOB,GPIO_PIN_3)
#define SW8 GPIO_ReadInputBit(GPIOB,GPIO_PIN_4)
#define SW9 GPIO_ReadInputBit(GPIOB,GPIO_PIN_5)
我们只要配置8个GPIO作为输入去检测按键信号; 3.1.2 软件设计首先关于新建工程，我们直接使用官方的Examples下面的GPIO例子，将输出改成输入模式，初始化代码如下： /*!
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Board_KeyGPIOInit
*
* @param None
*
* @retval None
*/
void Board_KeyGPIOInit(void)
{
GPIO_Config_T gpioConfigStruct;
RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_GPIOA|RCM_APB2_PERIPH_GPIOB|RCM_APB2_PERIPH_AFIO);
//PB3复位后是JTDO功能，这里需要禁用JTAG以实现PB3作为上拉输入模式 ，并且AFIO时钟也要使能
GPIO_ConfigPinRemap(GPIO_REMAP_SWJ_JTAGDISABLE);
gpioConfigStruct.mode = GPIO_MODE_IN_PU;
gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6
|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
gpioConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;
GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct);
gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_15;
GPIO_Config(GPIOA, &gpioConfigStruct);
gpioConfigStruct.mode = GPIO_MODE_IN_PD;
gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_0;
GPIO_Config(GPIOA, &gpioConfigStruct);
}
需要留意的是PB3复位后是JTDO功能（这点参考规格书可以确认），这里需要禁用JTAG以实现PB3作为上拉输入模式；由于Up主一开始也没有留意，直接配置，然后发现PB7一直处于按下，低电平状态，后来才通过查看规格书中引脚图得知PB3复位后是JTDO功能；这个故事告诉我们一个道理：数据手册要经常看； 另外我们发现RCM_APB2_PERIPH_AFIO时钟也需要使能，GPIO_ConfigPinRemap这个函数我们也是只禁用了JTAG； 初始化完成之后我们需要写一个测试程序以测试按键是否按下； void Board_ButtonScan(void)
{
if(SW1==BIT_SET)
{
printf("SW1 Down\r\n");
}
if(SW2==BIT_RESET)
{
printf("SW2 Down\r\n");
}
if(SW3==BIT_RESET)
{
printf("SW3 Down\r\n");
}
if(SW4==BIT_RESET)
{
printf("SW4 Down\r\n");
}
if(SW5==BIT_RESET)
{
printf("SW5 Down\r\n");
}
if(SW6==BIT_RESET)
{
printf("SW6 Down\r\n");
}
if(SW7==BIT_RESET)
{
printf("SW7 Down\r\n");
}
if(SW8==BIT_RESET)
{
printf("SW8 Down\r\n");
}
if(SW9==BIT_RESET)
{
printf("SW9 Down\r\n");
}
}
最后在main函数中的while循环里调用并延迟一会； /*!
* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Main program
*
* @param None
*
* @retval None
*
*/
int main(void)
{
Board_KeyGPIOInit();
Board_UartPrintInit();
while (1)
{
Board_ButtonScan();
Delay();
}
}
/*!
* @brief Main program
*
* @param None
*
* @retval None
*
*/
void Delay(void)
{
volatile uint32_t delay = 0xfffff;
while(delay--);
}
3.1.3 下载验证我们通过我们自有的仿真器模块WCH-link（DAP模式）把程序下载进去即可，仿真器需要选择CMSIS-DAP Debugger；
这里用到的wch-link，我们是在这里购买的：https://item.taobao.com/item.htm?id=671288574690 wch-link支持DAP(ARM)和RV（wch RISC-V）模式，并且支持Usb转TTL串口； 我们把我们评估板上的H1的GND和TX分别接到wch-link的GND和RX；打开串口调试助手可以看到如下现象：
3.1.4 入门视频本节的入门视频链接如下： 【MINIGPA103 USBHID评估板】重新出发基于APM32F103CxT6实现评估板KEY按键输入测试 摇杆鼠标游戏手柄键盘设备哔哩哔哩bilibili
3.2 实例Eg2_JtickAdc本节我们将通过配置ADC DMA模式去对摇杆电位器的电压进行采样； 3.2.1硬件设计 如下图是我们评估板的原理图 ，可以看到VRX1和VRY1分别有以下对应PA1和PA2，这是ADC的ch1和ch2；
3.2.2 软件设计在上一节的基础上，我们初始ADC和DMA，初始化代码如下： /*!
* @brief Board_KeyGPIOInit
*
* @param None
*
* @retval None
*/
void Board_JoystickADCInit(void)
{
GPIO_Config_T configStruct;
ADC_Config_T ADC_configStruct;
DMA_Config_T DMA_ConfigStruct;
RCM_ConfigADCCLK(RCM_PCLK2_DIV_6); /* 6分频 72/6=12MHZ ADCCLK不能超过14MHZ*/
RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_GPIOA); /* 使能GPIO时钟 */
RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_DMA1); /* 使能DMA1时钟 */
RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_ADC1); /* 使能ADC1时钟 */
NVIC_EnableIRQRequest(ADC1_2_IRQn, 0, 0);
configStruct.pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2;
configStruct.mode = GPIO_MODE_ANALOG;
GPIO_Config(GPIOA, &configStruct);
DMA_Reset(DMA1_Channel1); /* 复位DMA1通道1 */
DMA_ConfigStruct.peripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; /* DMA通道外设基地址 */
DMA_ConfigStruct.memoryBaseAddr = (uint32_t)dma_buffer; /* DMA通道ADC数据存储器 */
DMA_ConfigStruct.dir = DMA_DIR_PERIPHERAL_SRC; /* 指定外设为源地址 */
DMA_ConfigStruct.bufferSize = 2; /* DMA缓冲区大小（根据ADC采集通道数量修改） */
DMA_ConfigStruct.peripheralInc = DMA_PERIPHERAL_INC_DISABLE; /* 当前外设寄存器地址不变（即不自增） */
DMA_ConfigStruct.memoryInc = DMA_MEMORY_INC_ENABLE; /* 当前存储器地址：Disable不变，Enable递增（用于多通道采集） */
DMA_ConfigStruct.peripheralDataSize = DMA_PERIPHERAL_DATA_SIZE_HALFWORD; /* 外设数据宽度16位 */
DMA_ConfigStruct.memoryDataSize = DMA_MEMORY_DATA_SIZE_HALFWORD; /* 存储器数据宽度16位 */
DMA_ConfigStruct.loopMode = DMA_MODE_CIRCULAR; /* DMA通道操作模式位环形缓冲模式 */
DMA_ConfigStruct.priority = DMA_PRIORITY_HIGH; /* DMA通道优先级高 */
DMA_ConfigStruct.M2M = DMA_M2MEN_DISABLE; /* 禁止DMA通道存储器到存储器传输 */
DMA_Config(DMA1_Channel1, &DMA_ConfigStruct);
//DMA_EnableInterrupt(DMA1_Channel1, DMA_INT_TC);
DMA_Enable(DMA1_Channel1);
ADC_Reset(ADC1); /* 复位ADC1 */
/** ADC1 Configuration */
ADC_configStruct.mode = ADC_MODE_INDEPENDENT; /* ADC1工作在独立模式 */
ADC_configStruct.scanConvMode = ENABLE; /* 使能扫描 */
ADC_configStruct.continuosConvMode = ENABLE; /* 使能ADC连续转换模式 轮询方式使用*/
// ADC_configStruct.continuosConvMode = DISABLE; /* 不使能ADC连续转换模式 中断方式使用*/
ADC_configStruct.externalTrigConv = ADC_EXT_TRIG_CONV_None; /* 软件控制转换 */
ADC_configStruct.dataAlign = ADC_DATA_ALIGN_RIGHT; /* 转换数据右对齐 */
ADC_configStruct.nbrOfChannel = 2; /* 顺序进行规则转换的ADC通道的数目 */
ADC_Config(ADC1, &ADC_configStruct); /* 初始化ADC1寄存器 */
/* 设置指定ADC的规则组通道，设置它们的转化顺序和采样时间 */
ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_1, 1, ADC_SAMPLETIME_13CYCLES5); /* ADC1选择通道10 采样顺序1 采样时间13.5个周期 */
ADC_ConfigRegularChannel(ADC1, ADC_CHANNEL_2, 2, ADC_SAMPLETIME_13CYCLES5); /* ADC1选择通道11 采样顺序2 采样时间13.5个周期 */
// ADC_EnableInterrupt(ADC1, ADC_INT_EOC); /* 使能ADC转换完成中断 */
ADC_EnableDMA(ADC1); /* 使能ADC的DMA支持 */
ADC_Enable(ADC1); /* 使能ADC1 */
ADC_ResetCalibration(ADC1); /* 复位ADC1的校准寄存器 */
while(ADC_ReadResetCalibrationStatus(ADC1)); /* 等待ADC1复位校准完成 */
ADC_StartCalibration(ADC1); /* 开始ADC1校准 */
while(ADC_ReadCalibrationStartFlag(ADC1)); /* 等待ADC1校准完成 */
ADC_EnableSoftwareStartConv(ADC1); /* 启动ADC1转换 */
}
配置完成之后我们需要写一个测试程序以测试ADC DMA的采样； /*!
* @brief Main program
*
* @param None
*
* @retval None
*
*/
int main(void)
{
Board_Init();
while (1)
{
/* 以下采用轮询方式等待转换完成 */
while(!ADC_ReadStatusFlag(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); /* 使用此行代码必须使能连续转换模式 */
printf("ADC1采样数据:\r\n");
for (uint8_t i = 0; i < 2; i++) {
printf("ADC_CHANNEL_%d:%d\r\n", i, dma_buffer);
}
printf("\r\n");
Delay();
}
最后在main函数中的while循环里调用并延迟一会； /*!
* @brief Main program
*
* @param None
*
* @retval None
*
*/
int main(void)
{
Board_KeyGPIOInit();
Board_UartPrintInit();
while (1)
{
Board_ButtonScan();
Delay();
}
}
/*!
* @brief Main program
*
* @param None
*
* @retval None
*
*/
void Delay(void)
{
volatile uint32_t delay = 0xfffff;
while(delay--);
}
3.2.3 下载验证请参考视频； 3.2.4 入门视频本节的入门视频链接如下： 【MINIGPA103 USBHID评估板】基于APM32F103CxT6实现评估板ADC DMA对摇杆电位器进行采样测试 摇杆鼠标游戏手柄键盘设备哔哩哔哩bilibili 3.3 实例Eg3_USB_HID_Joystick前两节我们把基本的外设以及调试OK，现在我们开始USB的学习，本节需要具备一定的USB设备开发知识；关于Usb的学习，这里推荐两个学习视频和一个学习网站： USB技术应用与开发： https://www.bilibili.com/video/BV1sy4y1n7d9/?spm_id_from=333.33.header_right.fav_list.click&vd_source=2bbde87de845d5220b1d8ba075c12fb0 CherryUSB设备协议栈教程： https://www.bilibili.com/video/BV1Ef4y1t73d/?spm_id_from=333.33.header_right.fav_list.click&vd_source=2bbde87de845d5220b1d8ba075c12fb0 USB中文网： https://www.usbzh.com/
我们主要做USB HID开发，一般我们需要了解一些标准请求，还有HID类的请求；其中标准请求主要是主机获取设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符的过程，如果是HID，还有HID描述符的过程 ，以及报表描述符的过程； 3.2.1硬件设计 请参考原理图； 3.2.2 软件设计这一节，主要是USB的代码；主要对USBD_InitParam_T这个USB初始化参数结构体的初始化 /*!
* @brief HID mouse init
*
* @param None
*
* @retval None
*/
void HidMouse_Init(void)
{
USBD_InitParam_T usbParam;
Get_SerialNum();
USBD_InitParamStructInit(&usbParam);
usbParam.classReqHandler = USBD_ClassHandler;
usbParam.stdReqExceptionHandler = HidMouse_ReportDescriptor;
usbParam.resetHandler = HidMouse_Reset;
usbParam.inEpHandler = HidMouse_EPHandler;
usbParam.pDeviceDesc = (USBD_Descriptor_T *)&g_deviceDescriptor;
usbParam.pConfigurationDesc = (USBD_Descriptor_T *)&g_configDescriptor;
usbParam.pStringDesc = (USBD_Descriptor_T *)g_stringDescriptor;
usbParam.pStdReqCallback = &s_stdCallback;
USBD_Init(&usbParam);
}
首先是USBD_ClassHandler，我们不做任何修改 /*!
* @brief USB HID Class request handler
*
* @param reqData : point to USBD_DevReqData_T structure
*
* @retval None
*/
void USBD_ClassHandler(USBD_DevReqData_T* reqData)
{
switch (reqData->byte.bRequest)
{
case HID_CLASS_REQ_SET_IDLE:
s_hidIdleState = reqData->byte.wValue[1];
USBD_CtrlInData(NULL, 0);
break;
case HID_CLASS_REQ_GET_IDLE:
USBD_CtrlInData(&s_hidIdleState, 1);
break;
case HID_CLASS_REQ_SET_PROTOCOL:
s_hidProtocol = reqData->byte.wValue[0];
USBD_CtrlInData(NULL, 0);
break;
case HID_CLASS_REQ_GET_PROTOCOL:
USBD_CtrlInData(&s_hidProtocol, 1);
break;
default:
break;
}
}
接着是HidMouse_ReportDescriptor，主要是对获取HID描述符与报表描述符 /*!
* @brief Standard request Report HID Descriptor
*
* @param reqData: Standard request data
*
* @retval None
*/
void HidMouse_ReportDescriptor(USBD_DevReqData_T *reqData)
{
uint8_t len;
if((reqData->byte.bRequest == USBD_GET_DESCRIPTOR) &&
(reqData->byte.bmRequestType.bit.recipient == USBD_RECIPIENT_INTERFACE) &&
(reqData->byte.bmRequestType.bit.type == USBD_REQ_TYPE_STANDARD))
{
if(reqData->byte.wValue[1] == 0x21)
{
len = USB_MIN(reqData->byte.wLength[0], 9);
USBD_CtrlInData((uint8_t *)&g_configDescriptor.pDesc[0x12], len);
}
else if(reqData->byte.wValue[1] == 0x22)
{
len = USB_MIN(reqData->byte.wLength[0], g_ReportDescriptor.size);
USBD_CtrlInData((uint8_t *)g_ReportDescriptor.pDesc, len);
}
}
else
{
USBD_SetEPTxRxStatus(USBD_EP_0, USBD_EP_STATUS_STALL, USBD_EP_STATUS_STALL);
}
}
再有，HidMouse_Reset和HidMouse_EPHandler，前者是配置打开端点1，后者是清除USB缓存； /*!
* @brief Reset
*
* @param None
*
* @retval None
*/
void HidMouse_Reset(void)
{
USBD_EPConfig_T epConfig;
s_usbConfigStatus = 0;
/* Endpoint 1 IN */
epConfig.epNum = USBD_EP_1;
epConfig.epType = USBD_EP_TYPE_INTERRUPT;
epConfig.epBufAddr = USB_EP1_TX_ADDR;
epConfig.maxPackSize = 4;
epConfig.epStatus = USBD_EP_STATUS_NAK;
USBD_OpenInEP(&epConfig);
USBD_SetEPRxStatus(USBD_EP_1, USBD_EP_STATUS_DISABLE);
}
/*!
* @brief Endpoint handler
*
* @param ep: Endpoint number
*
* @param dir: Direction.0: Out; 1: In
*
* @retval None
*/
void HidMouse_EPHandler(uint8_t ep)
{
s_statusEP = 1;
}
还有最关键的g_deviceDescriptor与g_configDescriptor，以及g_stringDescriptor，是获取设备描述符，配置描述符以及字符串描述符； /* Device descriptor */
USBD_Descriptor_T g_deviceDescriptor = {s_hidMouseDeviceDescriptor, HID_MOUSE_DEVICE_DESCRIPTOR_SIZE};
/* Config descriptor */
USBD_Descriptor_T g_configDescriptor = {s_hidMouseConfigDescriptor, USB_CUSTOM_HID_CONFIG_DESC_SIZ};
/* String descriptor */
USBD_Descriptor_T g_stringDescriptor[SRTING_DESC_NUM] =
{
{s_hidMouseLandIDString, HID_MOUSE_LANGID_STRING_SIZE},
{s_hidMouseVendorString, HID_MOUSE_VENDOR_STRING_SIZE},
{s_hidMouseProductString, HID_MOUSE_PRODUCT_STRING_SIZE},
{s_hidMouseSerialString, HID_MOUSE_SERIAL_STRING_SIZE}
};
这些描述符的获取比较重要，亲直接参考我们的视频讲解； 最后是s_stdCallback，是USB初始完成的标志； /*!
* @brief Standard request set configuration call back
*
* @param None
*
* @retval None
*/
void HidMouse_SetConfigCallBack(void)
{
s_usbConfigStatus = 1;
}
/** @defgroup USB_HID_Mouse_Variables Variables
@{
*/
USBD_StdReqCallback_T s_stdCallback =
{
NULL,
NULL,
NULL,
NULL,
NULL,
HidMouse_SetConfigCallBack,
NULL,
NULL,
NULL,
NULL,
};
3.2.3 下载验证我们通过我们自有的仿真器模块WCH-link（DAP模式）把程序下载进去即可，可以得到一个Joystick；
3.2.4 入门视频本节的入门视频链接如下：
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文章篇幅较长，有图有文有视频，整体内容较为丰富。但是文章代码占用篇幅太大，对代码和硬件的原理讲解过少，文字内容较为贫瘠。